摘要
淀粉样蛋白纤维离解有吸引力的应用在医学治疗疾病如阿尔茨海默年代,甚至在生物医学工程。利用远红外自由电子激光器(FEL)进行了离解。
淀粉样蛋白原纤维解离在阿尔茨海默病等疾病的医学治疗中，甚至在生物医学工程中都有很好的应用前景。这种离解是由远红外线(FIR)自由电子激光器(FEL)进行的，称为firl -FEL，这是一种在生命科学中使用强自由激光的技术，是一种跨学科的方法。
淀粉样纤维是一种自组装的蛋白质/肽，呈叠片状结构。淀粉样纤维聚集体被认为是多种疾病的原因之一，包括阿尔茨海默氏症。因此，了解这些聚集体如何被破坏具有巨大的科学意义。
某些类型的淀粉样原纤维也在某些生物体的基因表达调控中发挥作用。也有人认为这些聚集体中出现的纤维状结构可以作为培养生物材料的支架。因此，从医学治疗、生物结构和功能的修饰，甚至生物材料工程的角度来看，一种合适的淀粉样蛋白原纤维的分解或“解离”技术是至关重要的。
一个协作群日本科学家从红外自由电子激光研究中心在东京大学科学研究所的科学与工业研究大阪大学组成的Takayasu指出川崎博士教授Koichi Tsukiyama和助理教授Akinori Irizawa保持,已经表明,远红外(杉木)自由电子激光(胆汁),称为FIR-FEL,可以用来分解淀粉样蛋白聚集,这证明了跨学科科学研究的力量。
这项研究最近发表在《科学报告》上。川崎说:“我们想证明强自由电子激光器在生命科学中的适用性，而跨学科的研究使这成为可能。”
以往的研究对淀粉样纤维的解离进行了研究，但成果有限，且结果不一。由于它们在水中的解离比较困难，过去已经探索过物理解离方法。激光和电磁辐射已被用来制造和改变化学和生物材料的结构/功能。在激光中，firl - fel虽然具有很高的穿透能力，而且被生物系统很好地吸收，但其研究却很少。它也被用于组织成像、癌症诊断和生物物理学研究。川崎解释说:“我们的研究第一次表明firl - fel对分解蛋白质的纤维聚集结构也很有用。”
在他们的研究中，研究人员使用5残基肽DFKNF作为模型，因为它的纤颤和发病机制之间的联系已经建立。这种肽会自动组装成纤维片研究人员发现,FIR-FEL也扰乱了相邻之间的氢键, 原纤维和自由肽产生。这被称为离解。
川崎和团队然后检查肽构象改变原纤维与FIR-FEL辐照后,通过分析4种多肽的二级结构的比率。他们发现的比例大幅减少,这表明原纤维的刚性片状结构被破坏。
川崎说，之前的一项研究也发现中红外(MIR)-FEL在这方面是有效的。川崎说:“我们将MIR-FEL的作用与firl - fel
通过扫描电镜和染色技术，研究人员还证实了firl - fel会引起纤维的形态学改变。川崎说:“由于淀粉样纤维肽参与调节生物学功能和病理学，物理修饰技术(如firl - fel)也可以根据需要改变这些大分子的生物学功能。”
由于firl - fel比MIR-FEL更有效，firl - fel可被用于破坏组织深处的淀粉样纤维，如在老年痴呆症的情况下，而MIR-FEL可用于去除皮肤表面的真皮淀粉样蛋白。此外，由于纤维蛋白作为生物相容性材料的支架，firl - fel可用于再生医学或纳米载体药物传递系统的生物材料工程。
最后，川崎雄辩地说:“我们在世界上第一次发现，使用太赫兹(波长50-100微米)的自由电子激光器可以有效地分解淀粉样纤维的刚性聚集体。”我们的下一步将是了解firfel如何影响不同类型的肽原纤维。我们的研究可以促进对阿尔茨海默病等顽固性疾病的新疗法的发展。它还可以帮助开发控制生物相容性材料结构的新方法。
来源：Medindia
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